JBT 14893-2025 增材制造 激光粉末床熔融用模具钢粉末标准立项发展报告

增材制造激光粉末床熔融用模具钢粉末标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:AdditiveManufacturing—MoldSteelPowderforLaserPowderBedFusion摘要关键词：增材制造；激光粉末床熔融；模具钢粉末；行业标准；质量评价；粉末性能AbstractWiththerapidadvancementofadditivemanufacturingtechnology,theapplicationofLaserPowderBedFusion(LPBF)inthemoldmanufacturingindustryhasbeenincreasinglywidespread.Asthecorerawmaterialofthisprocess,moldsteelpowderdirectlydeterminestheperformanceandreliabilityofmanufacturedcomponents.However,foralongperiod,Chinahaslackedadedicatedstandardformoldsteelpowderusedinlaserpowderbedfusion,resultinginunevenproductqualityinthemarketandconstrainingthehigh-qualitydevelopmentoftheindustry.Toaddressthisstandardizationgap,theindustrystandard"AdditiveManufacturing—MoldSteelPowderforLaserPowderBedFusion"(JB/T14893-2025)wasofficiallyreleasedonMay9,2025,andwillbeimplementedonNovember1,2025.Thisreportsystematicallyelaboratesontheprojectbackground,compilationprinciples,keytechnicalcontents,andindustrysignificanceofthisstandard.Thestandardestablishesunifiedrequirementsforcriticalindicatorsincludinggradeclassification,chemicalcomposition,particlesizedistribution,flowability,apparentdensity,andoxygencontentofmoldsteelpowderforlaserpowderbedfusion,andestablishesascientificandstandardizedtestmethodsystem,fillingthegapinthisfieldinChina.Itprovidesauthoritativetechnicalbasisfortheproduction,testing,andapplicationofmoldsteelpowderforadditivemanufacturing,andisofgreatsignificanceinpromotingthehealthyandorderlydevelopmentofChina'sadditivemanufacturingindustry.Keywords:AdditiveManufacturing;LaserPowderBedFusion;MoldSteelPowder;IndustryStandard;QualityEvaluation;PowderProperties一、引言1.1标准立项背景增材制造（AdditiveManufacturing,AM），俗称三维打印，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的先进制造技术。作为制造业数字化转型升级的重要方向，增材制造被列入《中国制造2025》战略重点领域，也是"十四五"规划中制造业核心竞争力提升的关键领域之一。激光粉末床熔融技术是当前金属增材制造领域应用最为广泛、技术最为成熟的工艺路线之一。该技术利用高能激光束选择性地熔化金属粉末层，逐层堆积形成三维实体零件，具有成形精度高、力学性能优异、可加工复杂结构等突出优势。在模具制造领域，LPBF技术能够实现随形冷却流道的设计与制造，将模具冷却效率提升30%~50%，显著缩短注塑成型周期，延长模具使用寿命，已成为模具智能化升级的重要技术路径。模具钢粉末作为LPBF技术的核心原材料，其品质直接决定模具成形件的致密度、力学性能、表面质量及使用寿命。然而，与国际先进水平相比，我国在增材制造专用模具钢粉末的标准化建设方面存在明显滞后。截至标准编制启动前，国内尚无针对激光粉末床熔融用模具钢粉末的专项标准，生产企业多参照通用粉末冶金标准或企业内控标准组织生产，导致各厂家产品在化学成分控制、粒度分布、氧含量等关键指标上存在较大差异，用户单位缺乏统一的质量验收依据，严重制约了增材制造模具钢粉末的规模化应用与产业健康发展。1.2标准编制目的与意义本标准编制旨在建立一套科学、统一、可操作的激光粉末床熔融用模具钢粉末技术规范，其意义主要体现在以下方面：一是填补标准空白。本标准系国内首个针对LPBF用模具钢粉末的行业标准，弥补了现行标准体系在该领域的缺失，为产品制造与质量检验提供了规范性依据。二是规范市场秩序。通过明确模具钢粉末的牌号体系、技术要求与检验规则，有效引导企业按统一标准组织生产，遏制低质低价的无序竞争，促进市场良性发展。三是提升产品质量。标准对粉末化学成分、粒度分布、流动性、氧含量等关键指标设定合理阈值，有助于推动生产企业优化制粉工艺，实现产品质量的稳定提升。四是促进产业协同。统一的技术规范有利于上下游企业间的技术沟通与质量对接，降低模具钢粉末的选型和验收成本，加快增材制造技术在模具行业的推广应用步伐。五是支撑行业监管。标准的发布实施为第三方检测机构、行业主管部门开展质量监督与评价提供了明确的技术依据。二、标准编制原则与技术路线2.1编制原则本标准编制工作严格遵循以下原则：（1）科学性原则。各项技术指标与试验方法的确定均以充分的实验数据为基础，系统分析了国内外主要模具钢粉末生产企业的产品性能数据及用户应用反馈，确保指标设定的科学性与合理性。（2）先进性原则。充分参考ISO/ASTM52900、GB/T35351等国内外先进标准成果，结合我国增材制造产业发展实际，使标准整体水平与国际接轨。（3）适用性原则。标准内容兼顾不同规模企业（包括生产企业与使用单位）的技术能力与检测条件，技术条款具有可操作性和可验证性，避免过高或过严的指标设置造成技术壁垒。（4）协调性原则。与现有国家标准、行业标准保持良好衔接，在术语定义、试验方法等方面与相关基础标准保持一致，避免标准间的交叉矛盾。2.2技术路线标准编制采用"调研分析→指标验证→意见征求→审定完善"的总体技术路线。首先，编制组系统收集了国内外增材制造金属粉末相关标准资料（包括GB/T39252-2020《增材制造金属粉末性能表征方法》、GB/T35021-2018《增材制造工艺分类及原材料》等），梳理了标准体系现状与差距，明确了标准编制的重点方向。其次，对国内主要模具钢粉末生产企业和增材制造服务单位开展实地调研，采集了包括18Ni300（MS1）、H13、P20、S136、420不锈钢等典型模具钢牌号的粉末样品，进行了系统的性能测试与数据分析，为确定关键技术指标积累了扎实的数据基础。随后，编制组结合试验数据，参照相关国际标准（如ASTMB212、ASTMB213、ASTMB822等），拟定了标准的框架结构和各章技术内容，形成标准征求意见稿，面向全行业广泛征集意见。最后，根据反馈意见对标准送审稿进行修改完善，经全国增材制造标准化技术委员会审查通过后，形成标准报批稿。2.3国内外标准现状分析在国际层面，ISO/ASTM52900《增材制造—通用原则—术语》为增材制造领域的基础术语标准，ISO/ASTM52904、52907等标准对金属粉末的性能表征方法进行了规范。在模具钢粉末专项标准方面，国际标准化组织尚未发布专门针对LPBF用模具钢粉末的产品标准，各主要粉末生产企业均以企业标准形式进行内部质量控制。在国内层面，GB/T39252-2020规定了增材制造金属粉末粒度分布、流动性、松装密度等性能的试验方法，GB/T35021-2018对增材制造原材料分类进行了基础性规定，GB/T39253-2020则针对增材制造金属粉末的化学成分分析方法进行了规范。上述标准为模具钢粉末检测提供了方法支撑，但并未形成针对LPBF用模具钢粉末的技术要求与产品规范。JB/T14893-2025正是在这一标准化需求背景下应运而生。三、标准主要技术内容3.1标准适用范围与规范性引用文件本标准规定了增材制造激光粉末床熔融用模具钢粉末的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及质量证明书等内容，适用于激光粉末床熔融工艺用模具钢粉末的生产与检验。标准规范性引用文件涵盖GB/T223（系列）《钢铁及合金化学分析方法》、GB/T1479.1《金属粉末松装密度的测定第1部分：漏斗法》、GB/T1482《金属粉末流动性的测定标准漏斗法（霍尔流速计）》、GB/T39252-2020《增材制造金属粉末性能表征方法》、GB/T39253-2020《增材制造金属粉末化学成分分析方法》等现行有效标准。3.2牌号与分类标准根据模具钢粉末的化学成分与典型应用场景，将激光粉末床熔融用模具钢粉末分为多个牌号，主要包括：-MS系列：18Ni300（马氏体时效钢）类粉末，具有超高强度和良好韧性，适用于高性能注塑模具、压铸模具及橡胶模具；-H13系列：铬钼热作模具钢粉末，具有优异的热强性和抗热疲劳性能，适用于压铸模、热挤压模等热作模具；-P20系列：预硬塑胶模具钢粉末，具有良好的切削加工性和抛光性能，适用于大型塑料模具；-S136/420系列：不锈钢模具钢粉末，具有优异的耐腐蚀性和镜面抛光性能，适用于高光洁度要求的透明塑料制品模具。各牌号粉末的化学成分须满足标准中规定的合金元素含量范围要求，杂质元素含量（如硫、磷等）不得超过限定值，以确保成形件具备稳定的力学性能与使用性能。3.3关键技术要求（1）化学成分标准对各牌号模具钢粉末的主要合金元素（碳、硅、锰、铬、钼、镍、钒等）含量范围及杂质元素（硫、磷）最高允许含量作出了明确规定。化学成分的准确性直接影响成形件的最终性能，因此标准要求产品化学成分应符合相应牌号的规定，且每批产品的化学成分波动应控制在允许偏差范围内。（2）粒度分布粒度分布是影响LPBF成形质量的关键因素之一。标准规定激光粉末床熔融用模具钢粉末的推荐粒度范围为15~53μm（可根据具体设备条件适当放宽至10~60μm），其中D10、D50、D90应满足特定区间要求。合理的粒度分布有助于保证铺粉均匀性和熔池稳定性，从而获得高致密度和良好表面质量的成形件。（3）流动性粉末流动性直接影响铺粉过程的均匀性和稳定性。标准规定采用霍尔流速计法（GB/T1482）测定，粉末的流动性应不超过20s/50g。良好的流动性可确保刮刀铺粉时粉末均匀分布，避免出现铺粉缺陷。（4）松装密度松装密度反映粉末的堆积特性，标准参照GB/T1479.1规定采用漏斗法测定，要求松装密度不低于规定值（根据牌号不同一般在4.0~5.0g/cm³之间）。适宜的松装密度有利于获得较高的铺粉密度，进而提升成形件的致密度。（5）氧含量氧含量是模具钢粉末的关键质量控制指标。粉末中氧含量过高会导致成形件内部形成氧化物夹杂，显著降低力学性能和耐腐蚀性能。标准规定激光粉末床熔融用模具钢粉末的氧含量应不超过0.10%（质量分数，特殊牌号另行规定），检测方法参照GB/T11261规定采用惰性气体熔融-红外吸收法或热导法测定。（6）球形度与表面形貌粉末颗粒的球形度直接影响粉末的流动性和铺粉性能。标准要求粉末颗粒应具有良好的球形度（≥90%），表面应光洁、无明显卫星颗粒粘连、无空心粉和异形颗粒。采用扫描电子显微镜法或动态图像分析法进行评价。（7）其他要求标准还对粉末的松弛密度、振实密度、空隙率等物理性能进行了规定，并提出粉末应干燥、无目视可见的夹杂物和结块等外观要求。此外，标准还对出厂产品的检验项目、检验规则及复验规则进行了明确。3.4试验方法体系针对上述技术要求，标准构建了完整的试验方法体系：-化学成分分析：按GB/T223系列标准及GB/T39253-2020规定的分析方法执行；-粒度分布测定：按GB/T39252-2020中激光衍射法执行；-流动性测定：按GB/T1482规定执行；-松装密度测定：按GB/T1479.1规定执行；-氧含量测定：按GB/T11261规定的惰性气体熔融法执行；-球形度评价：采用扫描电子显微镜观察结合图像分析软件量化评价；-外观质量检查：在自然光下目视检查。3.5检验规则标准规定产品检验分为出厂检验和型式检验两类。出厂检验项目包括外观、粒度分布、流动性、松装密度、氧含量等，应由制造厂质量检验部门逐批进行；型式检验则包括全项目检验，在下列任一情况下须进行：新产品定型鉴定、正常生产后原材料或工艺发生重大变更、停产一年以上恢复生产、国家质量监督机构提出型式检验要求等。所有检验项目均须符合标准规定，任一不合格项即判定该批产品不合格。四、标准实施的意义与预期效益4.1提升行业整体质量水平标准实施后，模具钢粉末生产企业在成分控制、制粉工艺、质量检测等方面将有明确的规范依据，有助于推动企业完善质量保障体系，提升产品的批次稳定性与一致性。用户单位亦可依据标准对入厂粉末进行规范验收，有效降低因粉末质量波动导致的成形件质量问题，提高产品良品率。4.2推动技术创新与产业升级本标准明确的技术指标体系为模具钢粉末的研发和工艺优化指明了方向。在技术指标引导下，制粉企业将进一步加大在真空气雾化、等离子旋转电极法等先进制粉技术方面的研发投入，开发更高性能的专用粉末产品，推动增材制造用金属粉末产业的技术升级与产品迭代。4.3促进产业链协同发展标准填补了从粉末原料到增材制造装备及应用之间的标准衔接空白，有助于打通"粉末制备→LPBF成形→后处理→模具应用"全产业链条的质量闭环，促进上下游企业的技术协同，加速增材制造技术在模具行业的大规模产业化应用。五、主要起草单位简介本标准由全国增材制造标准化技术委员会（SAC/TC562）归口管理。该技术委员会成立于2017年，是国家标准化管理委员会批准设立的全国性专业标准化技术组织，主要负责增材制造领域国家标准的制修订工作及国际标准化对口工作。SAC/TC562秘书处设于中机生产力促进中心，已组织制定多项增材制造领域重要国家标准，为完善我国增材制造标准体系作出了系统性贡献。在JB/T14893-2025的编制过程中，SAC/TC562组织行业内骨干企业、科研院所、检测机构和高等院校等单位协同参与，广泛听取各方意见，为标准的技术内容科学性提供了有力保障。该标准的发布实施，进一步丰富了我国增材制造标准体系中原材料类的标准供给，为完善增材制造标准体系提供了有力支撑。六、结论与展望6.1结论《增材制造激光粉末床熔融用模具钢粉末》（JB/T14893-2025）作为国内首个针对LPBF用模具钢粉末的行业标准，系统规定了粉末的牌号分类、化学成分、粒度分布、流动性、松装密度、氧含量等关键技术要求，构建了涵盖技术要求、试验方法、检验规则、标志包装运输贮存等环节的完整标准体系。标准的发布填补了我国在增材制造模具钢粉末领域的产品标准空白，为粉末生产企业的质量控制、用户单位的入厂验收以